Cosa pensano i bambini delle scienze naturali

Per affrontare le grandi sfide del nostro tempo è necessaria una collaborazione fiduciosa tra scienza, politica, economia e società. Oltre a una scienza che comunica in modo attivo, trasparente e comprensibile, ciò richiede una società che comprenda come si crea e si sviluppa la conoscenza scientifica.

Chi è perplesso sulla natura delle scienze naturali deve fidarsi ciecamente delle scoperte scientifiche e delle tecnologie ad esse associate, oppure rifiutarle senza riserve. Per le società che dipendono dalla tecnologia per tutto, dalla cucina al clima, è quindi auspicabile che il maggior numero possibile di persone abbia una visione realistica delle scienze naturali.

Le basi per la capacità di confrontarsi criticamente con la scienza sono già state gettate a scuola. Il Piano di studio 21 in vigore nei Cantoni della Svizzera tedesca prevede che i bambini e i giovani comprendano la natura delle scienze naturali. Ma a che età sono in grado di farlo? E quali fattori determinano se questo avviene prima o dopo: l'intelligenza o il background educativo dei genitori?

Per rispondere a queste domande, un team guidato da Peter Edelsbrunner, ricercatore dell'ETH, e da Julia Schiefer dell'Università di Tubinga ha analizzato le risposte di 11.000 bambini e ragazzi tedeschi di età compresa tra gli 8 e i 16 anni in uno studio rappresentativo.

Una tipologia di conoscenze dei bambini

Gli autori dello studio sono riusciti a identificare quattro tipi di sviluppo che differiscono nella comprensione della conoscenza delle scienze naturali. I bambini della scuola primaria hanno generalmente una concezione più assolutista: "Per loro la conoscenza è qualcosa di immutabile, che può essere vera o falsa e che può essere appresa senza alcun dubbio dai libri e dagli insegnanti", spiega Edelsbrunner, che conduce la ricerca all'ETH presso la cattedra di insegnamento e ricerca sull'apprendimento della professoressa Elsbeth Stern.

Per molti, ma non per tutti, questo quadro cambia con l'età. Tra una comprensione assolutista e una adeguata si cristallizzano due tipi di transizione: un gruppo di bambini e ragazzi inizia a vedere se stesso come fonte di conoscenza e ad equipararla alle opinioni. In questa fase, la conoscenza non deve più essere necessariamente vera o falsa. Anche se c'è spazio per atteggiamenti diversi, questi sono di solito considerati ugualmente importanti. "In questo periodo, i bambini e i ragazzi non hanno ancora la capacità di distinguere tra affermazioni più o meno fondate. L'opinione di un amico vale quanto quella dell'insegnante", afferma Edelsbrunner.

Al contrario, un altro gruppo vede la conoscenza come qualcosa di puramente oggettivo ed empirico, che nasce quando gli scienziati raccolgono dati ed eseguono esperimenti. Questi bambini e ragazzi si fidano ciecamente della scienza e apprezzano molto le proprie competenze scientifiche naturali. Ciò che manca loro, tuttavia, è la consapevolezza che anche i ricercatori possono essere in disaccordo su come ponderare i dati e valutare i risultati.

Più giovani con un'immagine adeguata della scienza

Secondo lo studio, questi due tipi di transizione si verificano meno frequentemente con l'aumentare dell'età e sempre più bambini e ragazzi hanno un'immagine più adeguata. Vedono la conoscenza come qualcosa di complesso che si evolve e che si deve acquisire da soli. Sia le persone comuni che i ricercatori possono avere opinioni diverse, ma il loro peso e la loro rilevanza dipendono da quanto sono supportate da prove provenienti da fonti diverse.

Per questi bambini e ragazzi è anche più facile acquisire conoscenze da soli. Non percepiscono le informazioni contraddittorie come una minaccia e vedono la risoluzione di queste contraddizioni più come una sfida. Inoltre, sono in grado di valutare di quali informazioni possono fidarsi e come affrontare le opinioni che non corrispondono alle loro convinzioni.

Ogni bambino ha il suo ritmo

"Anche se nei dati troviamo chiaramente una logica di sviluppo legata all'età, i bambini attraversano queste fasi al loro ritmo", afferma il ricercatore Edelsbrunner. Mentre un terzo dei 680 bambini intervistati che hanno completato un programma di promozione delle scienze nella scuola primaria ha già una comprensione molto realistica delle scienze naturali, un numero non trascurabile non raggiunge mai questo punto.

Gli autori hanno scoperto che anche nella scuola di maturità liceale, circa un terzo dei quasi 800 ragazzi tra i 14 e i 16 anni intervistati ha ancora una concezione assolutista della conoscenza delle scienze naturali. Il fatto che questi studenti siano arrivati alle fasi finali della scuola di maturità liceale dimostra che è possibile padroneggiare il programma di studi della scuola elementare senza capire come la conoscenza si acquisti.

Per dare ai giovani un'immagine più adeguata delle scienze naturali, gli autori dello studio raccomandano di illustrare meglio in classe come si crea e si sviluppa la conoscenza. Ciò può essere fatto facendo svolgere agli studenti esperimenti in prima persona e imparando a gestire in modo costruttivo i risultati contraddittori. Gli insegnanti possono anche utilizzare scienziati famosi come Charles Darwin, Marie Curie o Albert Einstein per spiegare come le nuove scoperte siano emerse da osservazioni, contraddizioni empiriche e anomalie.

Il titolo di studio dei genitori è più importante dell'intelligenza

Secondo lo studio, non sembra esserci quasi alcuna correlazione tra l'intelligenza dei bambini e dei ragazzi - cioè la loro capacità di riconoscere connessioni e schemi in una nuova situazione - e la loro comprensione scientifica. Al contrario, i ricercatori hanno scoperto che i bambini e gli adolescenti provenienti da famiglie con un alto livello di istruzione comprendono prima e meglio gli acquisti della conoscenza.

In queste famiglie, gli argomenti scientifici sono generalmente discussi prima e più intensamente. I genitori con un livello di istruzione più elevato tendono inoltre a motivare maggiormente i figli a riflettere su questioni scientifiche e sono quindi più propensi a presentare loro un'immagine realistica della scienza.

11.000 alunni intervistati

Lo studio si basa su una meta-analisi di indagini esistenti e nuove. Sono stati intervistati bambini e ragazzi di diversi Stati federali tedeschi, dalle scuole elementari e medie superiori alle scuole di maturità liceale. Dovevano valutare affermazioni come "Ciò che gli scienziati scoprono, bisogna crederci" o "Tutte le domande delle scienze naturali hanno esattamente una soluzione".

Data la natura rappresentativa dello studio, Edelsbrunner e i suoi coautori ritengono che i risultati sarebbero simili in Svizzera. Solo la differenza tra gli alunni del ginnasio e quelli di altri tipi di scuola sarebbe probabilmente maggiore, poiché in Svizzera sono soprattutto i giovani provenienti da famiglie avvantaggiate dal punto di vista educativo a fare il salto alla scuola di maturità liceale.

Edelsbrunner è preoccupato perché, al contrario, si aspetterebbe che le scuole secondarie e professionali abbiano un'alta percentuale di studenti con una comprensione meno sviluppata delle scienze. Tuttavia, gli autori non sono riusciti a trovare dati adeguati sull'argomento in Svizzera. Spetta quindi a studi futuri colmare questa lacuna nella ricerca.